专利名称：碎纸机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粉碎机构，尤指一种碎纸机。
背景技术：
依据国家保密局BMB21-2007《涉及国家秘密的载体销毁和信息消除安全保密要求》规定，国家涉密单位使用的碎纸机需达到一级销毁标准，即所有的纸张粉碎颗粒必须小于 ImmX2mm。目前市场上已有的碎纸机主要有一次性粉碎类型和两次粉碎类型。一次性粉碎类型的碎纸机通过一组刀具将纸张粉碎成较大颗粒。两次粉碎类型的碎纸机采用两层结构， 第一层的一对条形刀将纸张切割成竖条纸，然后通过第二层的螺旋刀将竖条纸再切割成颗粒。虽然这两种类型的碎纸机都能达到粉碎纸张的目的，但是它们粉碎纸张的效率不高，无法达到一级碎纸机标准，即粉碎出的纸张颗粒无法全部达到小于ImmX 2mm的标准。该一次性粉碎类型的碎纸机粉碎出的纸张颗粒较大，一般大于ImmX 2mm，不能满足一级碎纸机标准。该两次粉碎类型的碎纸机因其条形刀与螺旋刀之间的连接结构存在缺陷，使得纸张的前面大部分可被粉碎成小于ImmX 2mm的纸张颗粒，但最后大约15mm左右长度的部分不能被切割，而是形成2mmX 15mm长条状颗粒，存在粉碎死角，因此，该两次粉碎类型的碎纸机无法达到一级碎纸机标准，不满足国家保密局一级销毁标准要求。也就是说，截至目前为止，市面上还没有一台碎纸机可以达到国家一级销毁标准，即使是某些品牌碎纸机号称能粉碎成ImmX Imm颗粒，但由于它们粉碎的颗粒中掺杂有许多体积很大的颗粒，因此，也不符合一级碎纸机的销毁标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碎纸机，该碎纸机可快速、有效地将纸张粉碎成颗粒状。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种碎纸机，其特征在于它包括外壳，该外壳的顶端、底端分别开设有入纸口、出纸口，该外壳内安装有用于卷入、输送纸张的导纸机构、用于将纸张切割成横向长条的横向切纸机构和用于将横向长条切割成颗粒的竖向切纸机构，其中该横向切纸机构位于该导纸机构的下方，该竖向切纸机构位于该横向切纸机构的下方；该导纸机构、横向切纸机构和竖向切纸机构均与传动机构连接；该入纸口对应该导纸机构设置，该出纸口对应该竖向切纸机构设置。本发明的优点是本发明碎纸机可将纸张快速粉碎成小颗粒，可对纸张进行有效粉碎、销毁，本发明碎纸机成本低，实用性高，操作简单、方便。当满足各个搓纸轮的尖状物之间相交错设置且从搓纸转动轴的轴向方向看去相邻的两个尖状物尖端的间距小于1毫米、搓纸轮与进入导纸机构的纸张的最下端扎持部位相距螺旋刀与固定刀间相切部位的距离设定为小于等于1毫米、纸张从导纸机构向横向切纸机构输送的送纸线速度设定为小于螺旋刀切削刃的剪切线速度以及第一条形刀上的径向刀刃间距和第二条形刀上的径向刀刃间距设定为均小于2毫米这四个条件时，本发明碎纸机粉碎出的纸张颗粒小于lmmX2mm，纸张粉碎全面，粉碎的颗粒均勻，没有粉碎死角(即不存在没被粉碎的大体积颗粒)，粉碎的全部颗粒均达到了一级碎纸颗粒的标准，满足了纸张粉碎销毁应达到的保密要求。
图1是从前面看去，本发明碎纸机内部结构的立体示意图；图2是从图1相反方向看去，本发明碎纸机内部结构的立体示意图；图3是本发明碎纸机工作原理示意图；图4是本发明碎纸机中的搓纸机构、挡纸机构与固定刀间的结构关系立体示意图 (未画出纸张导入板)；图5是本发明中的搓纸机构、挡纸机构与固定刀间的结构关系剖视示意图(画出了纸张导入板)图6是第一条形刀与第二条形刀间的连接关系示意图；图7是纸张被粉碎过程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细描述。如图1至图6所示，本发明碎纸机包括外壳80，该外壳80的顶端、底端分别开设有入纸口 81、出纸口 82，该外壳80内安装有用于卷入、输送纸张70的导纸机构、用于将纸张 70切割成横向长条71的横向切纸机构和用于将横向长条71切割成颗粒72的竖向切纸机构，该横向切纸机构位于该导纸机构的下方，该竖向切纸机构位于该横向切纸机构的下方， 该导纸机构、横向切纸机构和竖向切纸机构均与传动机构50连接，该入纸口 81对应该导纸机构设置，该出纸口 82对应该竖向切纸机构设置。实际实施时，该导纸机构、横向切纸机构和竖向切纸机构安装固定在外壳80内的侧板61和62上。如图3至图5所示，导纸机构包括搓纸机构和挡纸机构，该挡纸机构与该搓纸机构相对应设置。如图3至图5，该搓纸机构包括多个箅子112(在实际中，设置至少两个箅子112， 箅子112均布在定位轴111上)，该多个箅子112通过定位轴111固定在外壳80的内部； 每个箅子112开设有一个凹槽117，该凹槽117内设置有一个搓纸轮114，该搓纸轮114上具有多个尖状物115，尖状物115可为尖齿、尖状凸起等，该多个尖状物115露于该箅子112 外；所有该搓纸轮114安装在一个搓纸转动轴113上，该搓纸转动轴113与传动机构50连接，该搓纸转动轴113的转动带动所有该搓纸轮114转动。为了降低制作成本，可将搓纸机构设置为如下结构(图中未示出)该搓纸机构包括多个箅子、多个搓纸轮；该多个箅子的上端通过定位轴固定在外壳的内部，该多个箅子的下端和该多个搓纸轮交错设置在一个搓纸转动轴上，该搓纸转动轴与传动机构连接；该搓纸轮的外边缘上设置有多个尖状物，当该尖状物转动到与该档纸机构相对的位置时，该尖
5状物露于该箅子的外部；该搓纸转动轴的转动带动所有该搓纸轮转动而箅子保持不动。如图3至图5，该挡纸机构包括挡纸板12，该挡纸板12上对应每个该搓纸轮114 而开设有一个容置槽121 ；搓纸轮114的每个尖状物115转动到与其对应的该容置槽121 时，该尖状物115伸入该容置槽121内，以将进入的纸张70扎透。该搓纸轮114与该容置槽121的组合结构用于将纸张70扎透勾住而稳固地卷入导纸机构，向横向切纸机构输送。 当然，该搓纸轮114上也可不设置尖状物。如图3，挡纸机构上还可设置有纸张导入板21， 该纸张导入板21用于使从入纸口 81进入的纸张70顺利进入导纸机构。如图5所示，每个箅子112下端具有纸张导向导角116，该纸张导向导角116用于使纸张70脱离搓纸轮114的扎持而向横向切纸机构输送，且该纸张导向导角116还用于使从导纸机构输出的纸张70垂直向下进入横向切纸机构，以利于横向切纸机构对纸张70的横向切割。如图3所示，横向切纸机构包括螺旋刀31和固定刀32 ；该螺旋刀31通过旋转轴 (图中未示出)安装在外壳80内，该旋转轴与传动机构50连接；该螺旋刀31上具有多个切削刃，该固定刀32上具有一个切削刃；旋转到顶部的该螺旋刀31的切削刃与该固定刀32 的切削刃相切，以使进入横向切纸机构的纸张70通过该螺旋刀31和该固定刀32后被切割成横向长条71 (如图7)。螺旋刀31上的切削刃的螺旋角可设定为大于0度且小于等于20度。例如，该螺旋角可为0. 5度、5度、10度、20度。若螺旋角为0度，那么螺旋刀31的切削刃为平行状， 而不是倾斜状。采用平行状的切削刃在对纸张70进行切割时，由于平行状的切削刃与纸张 70之间没有形成剪切角，使得切割时切削刃所受阻力很大，因此会出现纸张70切割不断的现象。若螺旋角为大于20度，虽然螺旋刀的切削刃为倾斜状，但是，由于倾斜度太大，切割得到的横向长条71不是一条，而可能会是两段或更多段(即一条以两段或更多段的形式出现)，效果不是很好。而若将螺旋角控制在大于0度且小于等于20度的范围内时，不仅具有该角度范围的螺旋角的螺旋刀31与纸张70之间可以形成一定角度的剪切角，使切削刃切割省力，不会出现纸张切割不断的现象，而且切割得到的横向长条为一条，而不是多段，达到了一次切割为一条横向长条71的要求，利于下面对该横向长条71进行进一步的竖向切割。如图3，在实际设计中，可在横向切纸机构的出纸口 82处增设一个挡板33，以保证切割的横向长条71直接掉入下面的竖向切纸机构而不会飘向其它地方。如图3和图6所示，竖向切纸机构包括第一条形刀41和第二条形刀42 ；该第一条形刀41上的多个平行排列的径向刀刃411的间距与该第二条形刀42上的多个平行排列的径向刀刃421的间距相等，该第一条形刀41上的径向刀刃411与该第二条形刀42上的径向刀刃421相咬合活动连接；该第一条形刀41通过其旋转轴安装在外壳80内，该旋转轴与传动机构50连接；该第二条形刀42通过其旋转轴安装在外壳80内，该旋转轴与传动机构 50连接。如图3，第一条形刀41、第二条形刀42可分别安装有导向板43、44，该导向板43和 44用于使从横向切纸机构输出的横向长条71可顺利掉向第一条形刀41与第二条形刀42 间的咬合处，以进行竖向切割颗粒作业。为了使本发明碎纸机粉碎出的纸张颗粒小于ImmX2mm而达到一级碎纸标准，本发明碎纸机还要进行如下设置各个搓纸轮114的尖状物115之间相交错设置，从搓纸转动轴113的轴向方向看去，相邻的两个尖状物115尖端的间距小于1毫米；搓纸轮114与进入导纸机构的纸张70的最下端扎持部位相距螺旋刀31与固定刀32间相切部位的距离小于等于1毫米；纸张70从导纸机构向横向切纸机构输送的送纸线速度小于螺旋刀31切削刃的剪切线速度；第一条形刀41上的径向刀刃411间距和第二条形刀42上的径向刀刃421 间距均小于2毫米。若使各个搓纸轮114的尖状物115之间相交错设置，且从搓纸转动轴113的轴向方向看去，相邻的两个尖状物115尖端的间距小于1毫米，那么，对于一张纸而言，从竖向方向上看，该纸张上的上、下扎持点相距的距离为小于1毫米。也就是说，当纸张完全被送入导纸机构时，虽然该纸张最后一段长条不能被尖状物115扎持，但剩下的该最后一段长条的宽度也在小于1毫米的范围内，即使下面的横向切纸机构不会对其进行切割(由于该最后一段长条经过横向切纸机构时，没有尖状物115对其固定，即没有扎持点，其处于活动状态，因此，螺旋刀31和固定刀32无法对其进行有效切割。)，其也满足一级碎纸标准中的颗粒宽度小于1毫米。在实际实施中，从搓纸转动轴113的轴向方向看去，相邻的两个尖状物 115尖端的间距可设定为0. 99毫米、0. 9毫米、0. 5毫米、0. 1毫米等。搓纸轮114与进入导纸机构的纸张70的最下端扎持部位是指纸张70与搓纸轮 114的尖状物115相接触的扎持点中位于最下面的那个扎持点。螺旋刀31与固定刀32间相切部位是指螺旋刀31切削刃与固定刀32切削刃相切的部位。当设定纸张70从导纸机构向横向切纸机构输送的送纸线速度小于螺旋刀31切削刃的剪切线速度时，搓纸轮114与进入导纸机构的纸张70的最下端扎持部位相距螺旋刀31 与固定刀32间相切部位的距离小于等于1毫米。例如，在实际实施中，搓纸轮114与进入导纸机构的纸张70的最下端扎持部位相距螺旋刀31与固定刀32间相切部位的距离可设定为0. 95毫米、0. 8毫米、0. 1毫米。当然，由于机械结构所限，搓纸轮114与进入导纸机构的纸张70的最下端扎持部位不会和螺旋刀31与固定刀32间相切部位相接触，也就是这两者间的距离不会等于0。另外，当搓纸轮114与进入导纸机构的纸张70的最下端扎持部位相距螺旋刀31与固定刀32间相切部位的距离等于1毫米时，由于纸张70从导纸机构向横向切纸机构输送的送纸线速度小于螺旋刀31切削刃的剪切线速度，实际切割出的横向长条71的宽度W也会小于1毫米，因此，搓纸轮114与进入导纸机构的纸张70的最下端扎持部位相距螺旋刀31与固定刀32间相切部位的距离等于1毫米这个方案是可行的。纸张70从导纸机构向横向切纸机构输送的送纸线速度应小于螺旋刀31切削刃的剪切线速度，剪切线速度与送纸线速度间的比例可通过配置传动机构50来实现。例如，在合理设置速度的前提下，剪切线速度可为送纸线速度的1. 1倍、2倍、5倍或更多。若设定剪切线速度等于送纸线速度，虽然理论上切割出的横向长条71的宽度W正好是1毫米，但实际得到的横向长条71是带有毛边的，也就是得到的横向长条71的宽度W应视为大于了 1 毫米，不符合一级碎纸机标准。第一条形刀41上的径向刀刃411间距和第二条形刀42上的径向刀刃421间距均小于2毫米。第一、第二条形刀41、42上的径向刀刃411、421的间距决定了横向长条71被再次切割所得到的颗粒72的长度L(如图7所示，颗粒72的宽度为W)。若第一、第二条形刀41、42上的径向刀刃411、421的间距设定为1. 95毫米，则切割出的颗粒72的长度L便为1.95毫米。例如，第一、第二条形刀41、42上的径向刀刃411、421的间距还可设定为1.5 毫米、1毫米、0. 5毫米、0. 1毫米等。该传动机构50可包括皮带、齿轮。搓纸轮114的搓纸转动轴113、螺旋刀31的旋转轴、第一条形刀41的旋转轴、第二条形刀42的旋转轴分别固定在侧板61和62上且分别与一个齿轮连接，各个齿轮间互相齿合连接，通过电机带动其中一个齿轮转动，即可带动所有齿轮转动。合理设置各个齿轮间的齿合结构，便可设置搓纸轮114、螺旋刀31、第一条形刀41、第二条形刀42之间的速度比例。在实际实施中，也可采用橡胶对辊形式的导纸机构来实现将纸张70导入横向切纸机构的目的。当采用橡胶对辊形式的导纸机构时，若想实现切割的纸张颗粒72小于 ImmX 2mm，则除了要满足第一条形刀41上的径向刀刃411的间距和第二条形刀42上的径向刀刃421的间距均小于2毫米、纸张70从导纸机构向横向切纸机构输送的送纸线速度小于螺旋刀31切削刃的剪切线速度这两个条件外，还要满足橡胶对辊与进入导纸机构的纸张70的最下端夹持部位相距螺旋刀31与固定刀32间相切部位的距离小于等于1毫米这个条件。包括搓纸机构和挡纸机构的导纸机构与橡胶对辊形式的导纸机构的区别在于橡胶对辊形式的导纸机构只能有效夹持一张纸，当多张纸同时送入入纸口 81时，纸张间会出现滑移现象，纸张无法整齐、稳固地通过导纸机构而向横向切纸机构输送，会影响下面的横向切割作业，横向切割出的横向长条71效果差；而由于包括搓纸机构和挡纸机构的导纸机构采用的搓纸轮114带有尖状物115，且尖状物115可伸入到容置槽121内，因此，当一张或多张纸张70送入导纸机构时，纸张都会被尖状物115扎透、勾住，从而纸张会随着搓纸轮 114的旋转带动而稳固地向横向切纸机构输送，保证了下面横向切割作业的顺利进行。如图1至图7，本发明碎纸机的工作过程为开启电机，电机经由皮带、齿轮而带动螺旋刀31的旋转轴、第一条形刀41的旋转轴、第二条形刀42的旋转轴、搓纸轮114的搓纸转动轴113旋转，导纸机构、横向切纸机构和竖向切纸机构处于运行状态。将待粉碎的纸张(一张或多张)送入入纸口 81，纸张70沿着纸张导入板21进入导纸机构。在导纸机构中，纸张70被尖状物115扎透、勾住而向下运动，经由纸张导向导角 116导向后向横向切纸机构输送。在横向切纸机构中，螺旋刀31的切削刃朝向固定刀32的切削刃旋转，纸张70的上部被搓纸轮114上的尖状物115扎持固定而其下部被螺旋刀31 与固定刀32切割成横向长条71，该横向长条71的宽度W小于1毫米。然后，切割成的横向长条71自由落体掉入竖向切纸机构。在竖向切纸机构中，第一条形刀41与第二条形刀42 相向旋转(等速或差速)，掉入第一条形刀41与第二条形刀42间咬合处的横向长条71被咬住而卷入第一、第二条形刀41、42中，竖向切割成多个颗粒72，该颗粒72的长度L小于2 毫米，宽度W小于1毫米，满足了一级碎纸标准。最后，切割成的颗粒72从出纸口 82输出， 从而整个粉碎销毁过程完成。本发明碎纸机可将纸张快速粉碎成小颗粒，可对纸张进行有效粉碎、销毁，本发明碎纸机成本低，实用性高，操作简单、方便。当满足各个搓纸轮的尖状物之间相交错设置且从搓纸转动轴的轴向方向看去相邻的两个尖状物尖端的间距小于1毫米、搓纸轮与进入导纸机构的纸张的最下端扎持部位相距螺旋刀与固定刀间相切部位的距离设定为小于等于1毫米、纸张从导纸机构向横向切纸机构输送的送纸线速度设定为小于螺旋刀切削刃的剪切线速度以及第一条形刀上的径向刀刃间距和第二条形刀上的径向刀刃间距设定为均小于2毫米这四个条件时，本发明碎纸机粉碎出的纸张颗粒小于lmmX2mm，纸张粉碎全面，粉碎的颗粒均勻，没有粉碎死角(即不存在没被粉碎的大体积颗粒)，粉碎的全部颗粒均达到了一级碎纸颗粒的标准，满足了纸张粉碎销毁应达到的保密要求。 上述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、 简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种碎纸机，其特征在于它包括外壳，该外壳的顶端、底端分别开设有入纸口、出纸口，该外壳内安装有用于卷入、输送纸张的导纸机构、用于将纸张切割成横向长条的横向切纸机构和用于将横向长条切割成颗粒的竖向切纸机构，其中该横向切纸机构位于该导纸机构的下方，该竖向切纸机构位于该横向切纸机构的下方；该导纸机构、横向切纸机构和竖向切纸机构均与传动机构连接；该入纸口对应该导纸机构设置，该出纸口对应该竖向切纸机构设置。
2.如权利要求1所述的碎纸机，其特征在于所述导纸机构包括搓纸机构和挡纸机构，该挡纸机构与该搓纸机构相对应设置；该搓纸机构包括多个箅子、多个搓纸轮；该多个箅子的上端通过定位轴固定在所述外壳的内部，该多个箅子的下端和该多个搓纸轮交错设置在一个搓纸转动轴上，该搓纸转动轴与所述传动机构连接；该搓纸轮的外边缘上设置有多个尖状物，当该尖状物转动到与该档纸机构相对的位置时，该尖状物露于该箅子的外部；该搓纸转动轴的转动带动所有该搓纸轮转动而箅子保持不动；该挡纸机构包括挡纸板，该挡纸板上对应每个该搓纸轮而开设有一个容置槽；该搓纸轮的每个尖状物转动到与其对应的该容置槽时，该尖状物伸入该容置槽内。
3.如权利要求2所述的碎纸机，其特征在于每个所述箅子下端具有纸张导向导角，该纸张导向导角用于使纸张脱离所述搓纸轮的扎持而向所述横向切纸机构输送，且该纸张导向导角用于使从所述导纸机构输出的纸张垂直向下进入所述横向切纸机构，以利于所述横向切纸机构对纸张的横向切割。
4.如权利要求1所述的碎纸机，其特征在于所述横向切纸机构包括螺旋刀和固定刀；该螺旋刀通过旋转轴安装在所述外壳内，该旋转轴与所述传动机构连接；该螺旋刀上具有多个切削刃，该固定刀上具有一个切削刃； 旋转到顶部的该螺旋刀的切削刃与该固定刀的切削刃相切，以使进入所述横向切纸机构的纸张通过该螺旋刀和该固定刀后被切割成横向长条。
5.如权利要求2或3所述的碎纸机，其特征在于所述横向切纸机构包括螺旋刀和固定刀；该螺旋刀通过旋转轴安装在所述外壳内，该旋转轴与所述传动机构连接；该螺旋刀上具有多个切削刃，该固定刀上具有一个切削刃； 旋转到顶部的该螺旋刀的切削刃与该固定刀的切削刃相切，以使进入所述横向切纸机构的纸张通过该螺旋刀和该固定刀后被切割成横向长条。
6.如权利要求4所述的碎纸机，其特征在于所述螺旋刀上的切削刃的螺旋角为大于0度且小于等于20度。
7.如权利要求5所述的碎纸机，其特征在于所述螺旋刀上的切削刃的螺旋角为大于0度且小于等于20度。
8.如权利要求1所述的碎纸机，其特征在于所述竖向切纸机构包括第一条形刀和第二条形刀；该第一条形刀上的多个平行排列的径向刀刃的间距与该第二条形刀上的多个平行排列的径向刀刃的间距相等，该第一条形刀上的径向刀刃与该第二条形刀上的径向刀刃相咬合活动连接；该第一条形刀通过其旋转轴安装在所述外壳内，该旋转轴与所述传动机构连接；该第二条形刀通过其旋转轴安装在所述外壳内，该旋转轴与所述传动机构连接。
9.如权利要求5所述的碎纸机，其特征在于所述竖向切纸机构包括第一条形刀和第二条形刀；该第一条形刀上的多个平行排列的径向刀刃的间距与该第二条形刀上的多个平行排列的径向刀刃的间距相等，该第一条形刀上的径向刀刃与该第二条形刀上的径向刀刃相咬合活动连接；该第一条形刀通过其旋转轴安装在所述外壳内，该旋转轴与所述传动机构连接；该第二条形刀通过其旋转轴安装在所述外壳内，该旋转轴与所述传动机构连接。
10.如权利要求9所述的碎纸机，其特征在于各个所述搓纸轮的尖状物之间相交错设置，从所述搓纸转动轴的轴向方向看去，相邻的两个尖状物尖端的间距小于1毫米；所述搓纸轮与进入所述导纸机构的纸张的最下端扎持部位相距所述螺旋刀与所述固定刀间相切部位的距离小于等于1毫米；纸张从所述导纸机构向所述横向切纸机构输送的送纸线速度小于所述螺旋刀切削刃的剪切线速度；所述第一条形刀上的径向刀刃间距和所述第二条形刀上的径向刀刃间距均小于2毫米。
全文摘要
本发明公开了一种碎纸机，它包括外壳，该外壳的顶端、底端分别开设有入纸口、出纸口，该外壳内安装有用于卷入、输送纸张的导纸机构、用于将纸张切割成横向长条的横向切纸机构和用于将横向长条切割成颗粒的竖向切纸机构，其中该横向切纸机构位于该导纸机构的下方，该竖向切纸机构位于该横向切纸机构的下方；该导纸机构、横向切纸机构和竖向切纸机构均与传动机构连接；该入纸口对应该导纸机构设置，该出纸口对应该竖向切纸机构设置。本发明碎纸机可将纸张快速粉碎成小颗粒，可对纸张进行有效粉碎、销毁，操作简单、方便。
文档编号B02C18/18GK102463179SQ20101053429
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者杨勇, 王恬恬, 赵龙, 魏振家 申请人:北京和升达信息安全技术有限公司